隨著我國經濟的飛速發展（zhǎn），數控機床作為新一代工作母機（jī），在機械製造中已（yǐ）得（dé）到廣（guǎng）泛的應用，精密加工技術的（de）迅速發展和零件加工精度的不斷提高，對數（shù）控機床的精度（dù）也提出了（le）更高的（de）要求（qiú）。盡（jìn）管（guǎn）用戶在選購數（shù）控機床時，都十分看重機床的位置精度，特別是各軸的定（dìng）位精度和重複定（dìng）位精度。但是這些使用中的數控機床精度到底如何呢？ 大量統計（jì）資料表明：65.7%以上（shàng）的新機床，安裝時都不符合其技術指標；90%使用中的數控機床（chuáng）處於失準工作狀態。因此（cǐ），對機床工作（zuò）狀態（tài）進行監控（kòng）和對機床精度進行經常的（de）測試是非常必要的，以便及時（shí）發現和解決問題，提（tí）高零件（jiàn）加工精（jīng）度。

　　目前數控機（jī）床位（wèi）置精度的（de）檢驗通常采用國際標準 ISO230-2或國家標準（zhǔn）GB10931-89等。同一台機床，由於采用的（de）標（biāo）準不同（tóng），所得到的位置精度（dù）也不相同，因此在選擇數控機床的精（jīng）度指標時，也要注意它所采用的標準。數控機床的位置標準通常指各數控軸的（de）反向偏差和定位精度。對於這（zhè）二者的測定和補償是提高（gāo）加工精度的必要途徑。

　　反向偏差

　　在數控機床上，由於各坐標軸進（jìn）給傳動鏈上（shàng）驅動部（bù）件（如伺服電動（dòng）機（jī）、伺服液壓馬達和步進電動機等）的反向（xiàng）死區、各機（jī）械運動傳動副的反（fǎn）向間隙（xì）等誤差的存在，造成各坐標軸在（zài）由正向運動轉為反向運動時形成反（fǎn）向偏差（chà），通常也稱反向間（jiān）隙或失動量。對於采用半閉環伺（sì）服係統的數控機床，反向（xiàng）偏差的存在就會影響到機床（chuáng）的定位精度和重（chóng）複定位（wèi）精度，從而影響產（chǎn）品的加工精度。如在G01切削運動（dòng）時，反向偏差會（huì）影（yǐng）響插補運動的精度，若偏差過（guò）大就會造（zào）成“圓不夠（gòu）圓，方不夠方”的情形；而在G00快速定位運動中，反向（xiàng）偏差影響機床的定位精度，使得鑽（zuàn）孔、鏜孔等（děng）孔加工時各孔間的位置精度降低。同時（shí），隨（suí）著（zhe）設備投入（rù）運行時間的增長，反向偏差還會隨因磨損造（zào）成運動副間隙的逐漸增（zēng）大而增加，因此需要定期對機床各坐標軸的（de）反向偏差進行測定和補償。

　　【反向偏差的測定】

　　反向偏差的測定方法：在所測量坐標軸的行程內，預先向正向或反向移動一個距離並以此停止位置為基準，再在（zài）同一方向給予一定（dìng）移動指（zhǐ）令值，使之移動一段（duàn）距離，然後再往相反方向移動相同的距離，測量（liàng）停止位置與基準位置之差。在靠近行程的（de）中點及兩端（duān）的三個位（wèi）置分別進行多次測定（一般為七次（cì）），求出各個位（wèi）置上的平均值，以所（suǒ）得平均值中的最（zuì）大值（zhí）為反（fǎn）向偏差測量值（zhí）。在測量時一定要先移動一段距（jù）離（lí），否則不能得到正確的反向偏（piān）差（chà）值。

　　測量直線運動軸的反向偏差時，測量（liàng）工具通常（cháng）采有千分表或百分表，若條件允許，可使用雙頻激光幹涉儀（yí）進行測量。當采用千分表或百分表進行測量時，需要注意的是表座和表杆不要伸出過高過（guò）長，因為測量時由於懸（xuán）臂較長，表座易受力移動，造成計數不準，補償值也就不真實（shí）了。若（ruò）采用編程法實現測量，則能使測（cè）量過程（chéng）變得更便捷更精確。

　　例如，在三坐標立式機床上測量X軸的反向偏差，可先將（jiāng）表壓住主軸的圓柱表（biǎo）麵，然後運行如下程序進行測量：

　　N10 G91 G01 X50 F1000；工作台右移（yí）

　　N20 X－50；工作台左移，消除傳動間隙

　　N30 G04 X5；暫停以便觀察

　　N40 Z50；Z軸抬高讓開

　　N50 X-50：工作（zuò）台左移（yí）

　　N60 X50：工作台右移複位

　　N70 Z-50：Z軸複位

　　N80 G04 X5：暫停以便觀察

　　N90 M99；

　　需要注意的是，在（zài）工作台不同的（de）運行速（sù）度下所測出的結果會有所不同。一般情況下，低速（sù）的測出值（zhí）要比高（gāo）速的大（dà），特別是在機床（chuáng）軸負荷（hé）和運動阻力較大時。低速運動時工作台（tái）運動速度較（jiào）低，不易發生過衝超程（相對“反向間隙”），因此測出值較大（dà）；在高速時，由於工作台速度較高，容易發生過衝超程，測得值偏小。

　　回轉運動軸反（fǎn）向偏差量的測量方（fāng）法與直線軸相（xiàng）同，隻是用（yòng）於檢測的儀器不同而已。

　　【反向偏差的補償】

　　國（guó）產數控機床，定位精（jīng）度有（yǒu）不少>0.02mm，但沒有補償功能。對（duì）這類（lèi）機床，在某（mǒu）些場合下（xià），可用編程法實現單向（xiàng）定位，清除反向間隙，在機械部分不變的情況下，隻要低速單向定位到達插補起（qǐ）始點，然後再開始插補加工。插補進給中遇反（fǎn）向時，給反向間隙值再正式插補，即可提高插補加（jiā）工的精度，基本上可以保證零件的公差要求。

　　對於其他類別的數控機床，通常數控裝置內存中設有若幹個地（dì）址，專供存儲各軸的反向間隙值。當機床的某個軸被指令改變運動（dòng）方向時，數控裝置會自動（dòng）讀取該軸的反向（xiàng）間隙值，對坐標位（wèi）移指令（lìng）值進行補償、修正，使機床（chuáng）準確地定位（wèi）在指令位置上，消除或減小反向偏差對機床精度的不利影響。

　　一般數控（kòng）係統（tǒng）隻有單一（yī）的反（fǎn）向間隙（xì）補償值可供使用，為了兼顧高、低速的運動精度，除了要在（zài）機械上做（zuò）得（dé）更好以外，隻能將在快速運動時測得的反（fǎn）向偏差值作為補償（cháng）值輸入，因此難（nán）以做到（dào）平（píng）衡、兼顧快速定位精度和切削時的插補（bǔ）精（jīng）度。

　　對於FANUC0i、FANUC18i等數（shù）控係統，有用於快速運動（G00）和低速切削進給（gěi）運動（G01）的兩種反向間隙補償可供選用。根據進給方式的不同（tóng），數控（kòng）係統（tǒng）自動選擇使用不同的補（bǔ）償值，完成（chéng）較高精度的（de）加工。

　　將G01 切削進給運動測得的反向間隙值A 輸入參數NO11851（G01的測試速度可根據常用的切削進給速度及機（jī）床特性來決定），將G00測得的反向間隙值B 輸入參數NO11852。需要注意的是，若要數控係統執行分別指定的反向間隙補償，應將參數號碼1800的第四位（RBK）設定為（wéi）1；若（ruò）RBK設定為（wéi）0，則不執行分別指定的反向間隙補償。G02、G03、JOG與G01使用相同的（de）補償值（zhí）。

　　二、定位精度

　　數控（kòng）機床的定位精度是指所測量的機床運動部件在數控係統控製（zhì）下運動（dòng）所（suǒ）能達到（dào）的位置精度，是數控機床（chuáng）有別於普通機（jī）床的一項重要精度，它與機床的（de）幾何精度共同對機床（chuáng）切削（xuē）精度產生重要的影響，尤（yóu）其對孔隙加工中（zhōng）的孔距誤差（chà）具有決定性（xìng）的影響。一（yī）台數控機（jī）床可以從它所能達到的定位精度判出它（tā）的（de）加工精（jīng）度，所以對數控機床的定位精度進行（háng）檢測和補償是保證加工質量的必要途徑。

　　【定位精（jīng）度的測定】

　　目前多采用雙（shuāng）頻激光幹（gàn）涉儀對機床檢測和處理分析，利用激光幹涉測量（liàng）原理，以激（jī）光（guāng）實時波長為測量基準，所以提高了測試精度及增強（qiáng）了適用範圍（wéi）。檢測方法如下：

　　安裝雙頻激光幹涉儀；

　　在需要測量（liàng）的（de）機床坐標軸（zhóu）方向上安裝光學測量裝置；

　　調整激光頭，使測量軸線與機床移動軸線共（gòng）線（xiàn）或平行，即將光路預調準直；

　　待激光預熱後輸入測量參數；

　　按規定的測量程序運動（dòng）機床進行測量；

　　數據處理及結果輸出。

　　【定位精度的補償】

　　若測得數控機床的定（dìng）位誤差超出誤差允許範圍，則必須對機床進行誤差補償。常（cháng）用方法是計算出螺距誤差補償表，手動輸入機床CNC係統，從而消（xiāo）除定位誤差，由於（yú）數控機床（chuáng）三軸或四軸補償點可能有幾百上千點，所（suǒ）以手動補償（cháng）需要花費較多（duō）時間，並且容易出錯。

　　現在通過RS232接口將計算機與機床CNC控製器聯接起來，用VB編寫（xiě）的自動校準軟件控製激光幹（gàn）涉（shè）儀與數控機床同步（bù）工作，實現對（duì）數控機床定位精度的自動檢測（cè）及（jí）自動螺距誤差補償，其補償方（fāng）法如下：

　　備份CNC控（kòng）製係統（tǒng）中的已有補償參數；

　　由計算機產生進行逐點定位精度測量（liàng）的機床（chuáng）CNC程序，並傳送給CNC係統；

　　自動測量各點的定位誤差；

　　根據指定的補（bǔ）償點產生一組新的補（bǔ）償（cháng）參數，並傳送給CNC係統，螺距自動補償完成；

　　重複（fù）進行精度驗證。

　　根據數（shù）控機床各軸的精度狀況，利用螺距誤差自動補償功能和反向間（jiān）隙補償功（gōng）能（néng），合理地選擇分配各軸補償點，使數控機床達到（dào）最佳精度狀態，並大大（dà）提高了檢測機（jī）床定位精度的效（xiào）率。

　　定位精度是數（shù）控機床的一（yī）個重要指標。盡管在（zài）用戶購選時可以（yǐ）盡量（liàng）挑選精度高誤差（chà）小（xiǎo）的機床，但（dàn）是隨著設備投入使用時間越長，設備磨損越厲害，造成機（jī）床的定位誤差（chà）越來越大，這對加工和生產（chǎn）的零（líng）件有（yǒu）著致命（mìng）的影響。采用以上方法對機床各坐標軸的反向偏差、定位精度（dù）進行準確測量和補償，可以（yǐ）很（hěn）好地減小或消（xiāo）除反向偏差對機床精度的不利影響（xiǎng），提高機床的定位精度，使機床（chuáng）處於最佳精度狀態，從（cóng）而保證零（líng）件的加工質量。